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火力发电厂超长框架结构温度效应分析及裂缝控制研究

作　者: 潘振达
导　师: 张爱晖；金伟良
学　校: 浙江大学
专　业: 结构工程
关键词: 大型火力发电厂超长框架结构温度及收缩作用弹塑性裂缝宽度
分类号: TU375.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 46次
引　用: 1次
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内容摘要

大型火力发电厂的主厂房通常采用现浇钢筋混凝土框架结构,这是因为钢筋混凝土结构的技术经济指标明显优于其他结构体系。由于发电机组及设备的布置要求,发电厂主厂房的长度通常会达到100m。过长的钢筋混凝土结构不可避免的遇到温度以及混凝土自身收缩带来的开裂问题。如今还没有在设计时直接计算温度及收缩效应的分析方法,因此,我国混凝土结构设计规范通过控制最大裂缝间距来减少结构中的温度收缩效应。而大型火力发电厂由于生产工艺上的要求,通常不允许设置温度变形缝,因此,发电厂的主厂房成为长度超过规范允许限值的超长结构,对其温度收缩效应进行分析,研究其裂缝控制措施是具有实际工程意义的课题之一。本文基于浙江省内某火力发电厂主厂房钢筋混凝土框架结构发基本数据,建立了超长钢筋混凝土框架结构的温度收缩效应分析模型,查阅季节温差及收缩等效温差方面的相关文献,确定了该电厂结构的总等效温差,合理选择了各种单元的应力-应变本构模型,完成了超长结构在温度及收缩作用下弹性、弹塑性效应分析。还建立了温度收缩作用下结构局部构件的裂缝宽度分析模型,为超长框架结构是否满足正常使用极限状态的要求提供了定量分析的方法。以往的线弹性温度效应分析不能考虑竖向荷载对超长结构的影响,本文建立了超长框架的弹塑性分析模型,将竖向荷载作为参变量,分析了其对超长结构的温度收缩效应的影响。本文还将结构单元的长度作为参数,针对《混凝土结构设计规范》规定的现浇钢筋混凝土结构最大伸缩缝间距55m,《火力发电厂土建结构设计技术规定》规定的最大伸缩缝间距75m,及背景发电厂主厂房实际长度100m,建立了总长分别为55m、75m和100m的三种模型,分析了两种规范中规定的最大伸缩缝间距的合理性。论文提出了一种设置内置伸缩缝来降低超长结构温度收缩效应的措施,通过对其在100m长超长电厂主厂房中的应用效果分析,验证了该措施对超长框架结构裂缝控制的有效性。本文的分析研究和得到的结论对同类工程的设计与裂缝控制具有参考价值。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
第1章绪论  11-20
  1.1 课题研究背景及意义  11-13
  1.2 国内外研究现状  13-17
  1.3 本文主要研究内容及方法  17-20
第2章某火力发电厂主厂房超长结构概况  20-26
  2.1 基本概况  20-21
  2.2 主厂房正立面及侧立面结构布置图  21-25
  2.3 超长框架结构主要构件参数  25-26
第3章超长框架结构基于弹性的温度(收缩)效应分析  26-33
  3.1 分析软件ANSYS简介  26-27
  3.2 季节温差及收缩等效温差的确定  27-29
  3.3 超长结构弹性分析模型  29-30
  3.4 分析结果  30-33
第4章超长框架结构基于弹塑性的温度(收缩)效应分析  33-41
  4.1 分析模型  33-36
  4.2 材料应力-应变本构模型  36-39
  4.3 分析结果  39-41
第5章超长框架结构局部构件在温度(收缩)效应作用下的裂缝宽度分析  41-45
  5.1 分析模型  41-42
  5.2 离散裂缝模型  42-43
  5.3 分析结果  43-45
第6章超长框架结构在温度(收缩)作用下的各种参变量分析  45-62
  6.1 竖向荷载对温度效应的影响分析  45-53
  6.2 结构单元允许最大长度分析  53-57
  6.3 内置伸缩缝对温度效应的影响分析  57-62
第7章结论与展望  62-65
  7.1 本文结论  62-63
  7.2 本文主要创新点  63
  7.3 展望  63-65
参考文献  65-67

火力发电厂超长框架结构温度效应分析及裂缝控制研究

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